Synapse là gì? Điểm giao thoa diệu kỳ của hệ thần kinh

Chúng ta sẽ cùng tìm hiểu các thông tin về synapse và giải đáp cho câu hỏi synapse là gì. Hiểu rõ về synapse là chìa khóa để giải mã những bí ẩn của não bộ và phát triển các phương pháp điều trị hiệu quả cho các rối loạn thần kinh.

Synapse là gì?

Synapse, hay còn gọi là khớp thần kinh, là điểm tiếp xúc giữa hai tế bào thần kinh hoặc giữa tế bào thần kinh và tế bào cơ. Nó đóng vai trò quan trọng trong việc truyền tín hiệu thần kinh, giúp não bộ điều khiển cơ thể và thực hiện các chức năng phức tạp. Có hai loại synapse chính:

• Synapse hóa học: Là loại synapse phổ biến nhất, sử dụng chất dẫn truyền thần kinh để truyền tín hiệu.
• Synapse điện: Là loại synapse truyền tín hiệu trực tiếp từ tế bào thần kinh trước synapse sang tế bào thần kinh sau synapse qua các kênh nối khe.

Cấu tạo

Cấu tạo của synapse bao gồm tiền synapse, khe synapse và hậu synapse. Mỗi bộ phận đều có chức năng riêng biệt giúp đảm bảo việc truyền tín hiệu thần kinh diễn ra hiệu quả. Cấu tạo cụ thể bao gồm:

• Tiền synapse: Là phần tận cùng của sợi trục của tế bào thần kinh trước synapse. Tiền synapse gồm các túi chứa chất dẫn truyền thần kinh.
• Túi chứa chất dẫn truyền thần kinh: Chứa các chất dẫn truyền thần kinh được giải phóng vào khe synapse khi tế bào thần kinh trước synapse bị kích thích.
• Màng trước synapse: Có các kênh canxi đóng vai trò quan trọng trong việc giải phóng chất dẫn truyền thần kinh.
• Khe synapse: Là khoảng trống nhỏ hẹp giữa tiền synapse và hậu synapse, rộng khoảng 20 - 30 nanomet.
• Hậu synapse: Là phần màng của tế bào thần kinh sau synapse. Hậu synapse có các thụ thể (receptors) tiếp nhận chất dẫn truyền thần kinh.
• Thụ thể: Có nhiều loại thụ thể khác nhau, mỗi loại có chức năng liên kết với một loại chất dẫn truyền thần kinh cụ thể. Khi chất dẫn truyền thần kinh liên kết với thụ thể, nó sẽ tạo ra sự thay đổi điện thế trên màng sau synapse.
• Màng sau synapse: Có các kênh ion cho phép các ion di chuyển vào và ra khỏi tế bào, dẫn đến sự hình thành xung động thần kinh mới.

Vai trò

Vai trò của synapse bao gồm:

• Truyền tín hiệu thần kinh: Synapse là điểm nối giữa các tế bào thần kinh, cho phép các xung động thần kinh di chuyển từ tế bào này sang tế bào khác. Nhờ synapse, thông tin được truyền tải khắp hệ thần kinh, điều khiển mọi hoạt động của cơ thể, từ cử động cơ bắp, cảm giác đến suy nghĩ, cảm xúc và ý thức.
• Học tập và trí nhớ: Quá trình hình thành và củng cố trí nhớ liên quan mật thiết đến sự thay đổi cấu trúc và chức năng của synapse. Khi học tập, các synapse mới được hình thành, kết nối với nhau, giúp lưu trữ thông tin trong não bộ. Việc lặp lại thông tin sẽ củng cố các synapse này, khiến trí nhớ trở nên bền vững hơn.
• Cảm xúc: Synapse đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh cảm xúc. Các chất dẫn truyền thần kinh được giải phóng tại synapse ảnh hưởng đến tâm trạng và hành vi của chúng ta. Ví dụ, dopamine liên quan đến cảm giác vui vẻ, serotonin liên quan đến cảm giác bình tĩnh, trong khi cortisol liên quan đến cảm giác lo âu và căng thẳng.
• Khả năng thích nghi: Nhờ sự dẻo dai của synapse, não bộ có thể liên tục thay đổi và thích nghi với môi trường xung quanh. Khi chúng ta trải nghiệm những điều mới mẻ, các synapse mới được hình thành, kết nối giúp chúng ta học hỏi, ghi nhớ thông tin mới.
• Ý thức: Mặc dù cơ chế chính xác của ý thức vẫn chưa được giải mã, synapse được cho là đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra ý thức. Mạng lưới synapse khổng lồ trong não bộ tạo ra các hoạt động điện phức tạp, góp phần hình thành nên ý thức của con người.

Bên cạnh đó, nghiên cứu về synapse có tiềm năng to lớn trong việc điều trị các rối loạn thần kinh và nâng cao chất lượng cuộc sống cho con người.

Cơ chế hoạt động của synapse

Khi một tế bào thần kinh trước synapse bị kích thích bởi một kích thích (ví dụ như tín hiệu từ các giác quan hoặc từ các tế bào thần kinh khác), nó sẽ tạo ra một xung động thần kinh. Xung động thần kinh này di chuyển dọc theo sợi trục của tế bào thần kinh trước synapse đến chùy synapse (presynaptic terminal). Tại chùy synapse, các túi chứa chất dẫn truyền thần kinh sẽ di chuyển đến màng trước synapse và giải phóng chất dẫn truyền thần kinh vào khe synapse thông qua quá trình ngoại bào (exocytosis).

Sau đó, chất dẫn truyền thần kinh được giải phóng sẽ khuếch tán qua khe synapse đến màng sau synapse của tế bào thần kinh sau synapse. Trên màng sau synapse có các thụ thể đặc hiệu cho từng loại chất dẫn truyền thần kinh. Khi chất dẫn truyền thần kinh liên kết với các thụ thể, nó sẽ làm thay đổi điện thế màng sau synapse. Nếu sự thay đổi này đủ lớn (đến mức ngưỡng kích thích), nó sẽ tạo ra một xung động thần kinh mới tại tế bào thần kinh sau synapse. Xung động thần kinh mới này sẽ di chuyển dọc theo sợi trục của tế bào thần kinh sau synapse, truyền tín hiệu đến các tế bào khác.

Các bệnh lý liên quan đến synapse

Khi synapse hoạt động sai sót, có thể dẫn đến nhiều bệnh lý thần kinh khác nhau. Dưới đây bệnh lý thần kinh thường gặp:

Bệnh Alzheimer

Bệnh Alzheimer là một bệnh thoái hóa thần kinh tiến triển, đặc trưng bởi sự mất mát trí nhớ, suy giảm ngôn ngữ và các vấn đề về hành vi. Nguyên nhân chính xác của bệnh Alzheimer vẫn chưa được biết rõ, nhưng một số yếu tố góp phần bao gồm sự tích tụ mảng amyloid, protein TAU trong não, dẫn đến tổn thương các tế bào thần kinh. 

Rối loạn chức năng synapse là một yếu tố quan trọng trong bệnh Alzheimer. Các nghiên cứu cho thấy bệnh nhân Alzheimer có sự mất mát đáng kể các synapse trong não, đặc biệt là ở các vùng liên quan đến trí nhớ và học tập.

Bệnh Parkinson

Bệnh Parkinson là một rối loạn vận động tiến triển, đặc trưng bởi run rẩy, cứng cơ, chậm chạp vận động và mất thăng bằng. Nguyên nhân chính của bệnh Parkinson là sự mất các tế bào thần kinh sản xuất dopamine trong vùng chất đen (substantia nigra) của não. Dopamine là một chất dẫn truyền thần kinh quan trọng trong việc truyền tín hiệu vận động. 

Rối loạn chức năng synapse cũng đóng vai trò trong bệnh Parkinson. Các nghiên cứu cho thấy bệnh nhân Parkinson có sự suy giảm chức năng của các synapse sử dụng dopamine.

Bệnh Huntington

Bệnh Huntington là một rối loạn di truyền tiến triển, ảnh hưởng đến hệ thần kinh, dẫn đến các vấn đề về vận động, nhận thức và tâm lý. Nguyên nhân của bệnh Huntington là do đột biến gen HTT, dẫn đến sự tích tụ protein bất thường trong tế bào thần kinh. Protein này gây độc cho tế bào thần kinh, dẫn đến tổn thương và chết các tế bào thần kinh.

Rối loạn chức năng synapse là một biểu hiện quan trọng của bệnh Huntington. Các nghiên cứu cho thấy bệnh nhân Huntington có sự suy giảm chức năng của nhiều loại synapse khác nhau trong não.

Schizophrenia

Schizophrenia là một rối loạn tâm thần mãn tính, đặc trưng bởi những suy nghĩ, cảm xúc và hành vi bất thường. Nguyên nhân chính xác của schizophrenia vẫn chưa được biết rõ, nhưng một số yếu tố góp phần bao gồm di truyền, yếu tố môi trường và rối loạn chức năng não. 

Rối loạn chức năng synapse đóng vai trò quan trọng trong bệnh này. Các nghiên cứu cho thấy bệnh nhân schizophrenia có sự thay đổi chức năng của các synapse ở một số vùng não liên quan đến nhận thức, cảm xúc và hành vi.

Rối loạn ám ảnh cưỡng chế (OCD)

Rối loạn ám ảnh cưỡng chế (OCD) là một rối loạn tâm thần đặc trưng bởi những suy nghĩ ám ảnh và hành vi cưỡng chế. Nguyên nhân chính xác của OCD vẫn chưa được biết rõ, nhưng một số yếu tố góp phần bao gồm di truyền, yếu tố môi trường và rối loạn chức năng não. 

Rối loạn chức năng synapse đóng vai trò quan trọng trong OCD. Các nghiên cứu cho thấy bệnh nhân OCD có sự thay đổi chức năng của các synapse ở một số vùng não liên quan đến cảm xúc, hành vi và kiểm soát.

Ngoài ra, rối loạn chức năng synapse còn có thể liên quan đến nhiều bệnh lý thần kinh khác như bệnh Lou Gehrig (ALS), bệnh đa xơ cứng (MS), bệnh tự kỷ, rối loạn lo âu, trầm cảm.

Các biện pháp đảm bảo synapse hoạt động hiệu quả

Để đảm bảo synapse hoạt động hiệu quả, chúng ta cần áp dụng những biện pháp sau:

• Chế độ ăn uống lành mạnh: Bổ sung đầy đủ các dưỡng chất thiết yếu cho não bộ, đặc biệt là các axit béo omega-3, vitamin nhóm B, vitamin E, các chất chống oxy hóa. Hạn chế thức ăn nhanh, thực phẩm chế biến sẵn, đồ ngọt, đồ uống có gas. Uống đủ nước mỗi ngày để giữ cho cơ thể và não bộ đủ nước.
• Ngủ đủ giấc: Ngủ đủ 7 - 8 tiếng mỗi đêm để giúp não bộ có thời gian phục hồi và tái tạo các tế bào thần kinh. Duy trì thói quen ngủ đều đặn, tránh thức khuya và ngủ bù vào ban ngày. Tạo môi trường ngủ thoải mái, yên tĩnh, đủ tối để dễ ngủ hơn.
• Tập thể dục thường xuyên: Tập thể dục ít nhất 30 phút mỗi ngày giúp tăng cường lưu thông máu đến não bộ, cung cấp oxy và dưỡng chất cho các tế bào thần kinh. Các bài tập thể dục aerobic như chạy bộ, bơi lội, đạp xe giúp cải thiện chức năng nhận thức, trí nhớ. Các bài tập yoga, thiền định giúp giảm căng thẳng, lo âu và cải thiện tâm trạng.
• Giảm căng thẳng: Căng thẳng kéo dài có thể ảnh hưởng tiêu cực đến hoạt động của synapse. Áp dụng các biện pháp giảm căng thẳng như tập yoga, thiền định, nghe nhạc nhẹ nhàng hoặc dành thời gian cho sở thích. Chia sẻ những khó khăn và lo lắng với người thân hoặc chuyên gia tâm lý.
• Tránh xa các chất độc hại: Hạn chế sử dụng rượu bia, thuốc lá và các chất kích thích khác vì chúng có thể gây hại cho các tế bào thần kinh và synapse. Tránh tiếp xúc với các chất độc hại trong môi trường như chì, thủy ngân và các hóa chất độc hại khác.
• Kích thích trí não: Đọc sách, giải câu đố, học những điều mới mẻ giúp kích thích trí não và tăng cường kết nối giữa các tế bào thần kinh. Tham gia các hoạt động xã hội, giao lưu với bạn bè và gia đình giúp cải thiện tâm trạng, giảm căng thẳng. Luyện tập các kỹ năng mới như chơi nhạc cụ, học ngoại ngữ hoặc vẽ tranh giúp tăng cường khả năng sáng tạo và trí nhớ.
• Khám sức khỏe định kỳ: Khám sức khỏe định kỳ giúp phát hiện sớm các vấn đề sức khỏe, bao gồm cả các vấn đề về hệ thần kinh. Chẩn đoán và điều trị sớm các bệnh lý có thể ảnh hưởng đến hoạt động của synapse.
• Bổ sung thực phẩm chức năng: Một số thực phẩm chức năng như dầu cá, vitamin B12, vitamin D và coenzyme Q10 có thể giúp cải thiện chức năng synapse. Nên tham khảo ý kiến bác sĩ trước khi sử dụng bất kỳ thực phẩm chức năng nào.

Việc hiểu rõ về synapse là gì là điều cần thiết để mở ra cánh cửa cho những phương pháp điều trị mới cho các rối loạn thần kinh. Hãy trân trọng và chăm sóc tốt cho synapse của bạn, bởi chúng chính là nền tảng cho sự sống và phát triển của bản thân.

Xem thêm: Bệnh dây thần kinh vận động đa ổ: Giải mã căn bệnh bí ẩn